一种自推进的拍动体
流体动力学
2023-01-26 v1
摘要
我们报告了一项由两块在前缘通过扭转弹簧铰接的平板构成的拍动体运动的实验研究。拍动体的拍动运动和向前推进由初始分开成 2θ_0 角的平板突然释放引发。给出了 24 种工况下的拍动和向前运动以及尾流流场结果，其中深度长度比（d* = 1.5、1 和 0.5）、单位深度弹簧刚度（Kt）、体质量（m_b）和初始分离角（2θ_0 = 45 和 60 度）被改变。物体运动包括快速向前加速至最大速度，随后缓慢减速至接近零速度。加速阶段涉及平板与流体运动间的复杂相互作用，而减速阶段仅是流体动力阻力使物体慢下来。尾流由单个轴切换椭圆涡环（d* = 1 和 1.5）或多个涡环（d* = 0.5）组成。物体运动几乎与 d* 无关，受 θ_0 和 Kt 变化影响最大。利用线动量守恒以及弹簧应变能向流体和物体动能的转换，我们得到了物体平移速度关于各参数的关系。约 80% 的初始存储能量传递给流体，仅 20% 给物体。实验得到的 COT 介于 2 和 8 之间。
引用
@article{arxiv.2301.10742,
title = {A self propelling clapping body},
author = {Suyog Mahulkar and Jaywant Arakeri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.10742},
year = {2023}
}